感應(yīng)電動勢與電磁感應(yīng)定律要點

1、第2節(jié) 感應(yīng)電動勢與電磁感應(yīng)定律一、教學(xué)目標(biāo)1 .掌握導(dǎo)體切割磁感線的情況下產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.2 .掌握穿過閉合電路的磁通量變化時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢.3 . 了解平均感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電動勢的瞬時值.4.通過推理論證的過程培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和分析問題的能力.二、重點、難點分析重點是使學(xué)生掌握動生電動勢和感生電動勢與哪些因素有關(guān).三、主要教學(xué)過程（一）引入新課復(fù)習(xí)提問：在發(fā)生電磁感應(yīng)的情況下，用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向？要求學(xué) 生回答出：切割磁感線時用右手定則；磁通量變化時用楞次定律.（二）教學(xué)過程設(shè)計1 .設(shè)問.怎樣確定感應(yīng)電流的強(qiáng)弱呢？既然有感應(yīng)電流，那么就一定存在感應(yīng)電動勢.只要能 確定

2、感應(yīng)電動勢的大小，根據(jù)歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流了.2 .導(dǎo)線切割磁感線的情況.（1）如圖所示，矩形閉合金屬線框 abcd置于有界的勻強(qiáng)磁場 B中，現(xiàn)以速度v勻速拉出 磁場，我們來看感應(yīng)電動勢的大小.在水平方向ab邊受到安培力 Fm=BIl的作用.因為金屬線框是做勻速運(yùn)動，所以拉線 框的外力F的大小等于這個安培力，即 F=BIl .在勻速向外拉金屬線框的過程中，拉力做功的功率P=F v=BIlv .拉力的功并沒有增加線框的動能，而是使線框中產(chǎn)生了感應(yīng)電流I .根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，拉力 F的功率等于線框中的電功率P'.閉合電路中的電功率等于電源電動勢e在這里就是感應(yīng)電動勢）與電流

3、I的乘積.顯然 Fv= e I即 BIv= e I得出感應(yīng)電動勢£ =Blv（1）式中的l是垂直切割磁感線的有效長度（ab）, v是垂直切割磁感線的有效速度.（2）當(dāng)ab邊與磁感線成 。角（如圖2）做切割磁感線運(yùn)動時，可以把速度 v分解，其有效 切割速度v± = v - sin.啷么，公式 可改寫為：Blvsin .0（2）這就是導(dǎo)體切割磁感線時感應(yīng)電動勢的公式.在國際單位制中，它們的單位滿足：1V=1Tm 2/s.3 .穿過閉合電路的磁通量變化時.（1）參看前圖，若導(dǎo)體 ab在At時間內(nèi)移動的位移是 A1,那么它的速度通可表示為，V =（2）式£ =£

4、1出口6可以改寫為汴些口At式中l(wèi) A是ab邊在A時間內(nèi)掃過的面積.l Alsin%ab邊在A時間內(nèi)垂直于磁場方向 掃過的有效面積.Bl A lsin是ab邊在A時間內(nèi)掃過的磁通量（磁感線白勺條數(shù)）,對于金屬線 框abcd來說這個值也就是穿過線框磁通量在 A t時間內(nèi)的變化量 A 這樣（3）式可簡化為At(2)在一般情況下，線圈多是由很多匝(n匝)線框構(gòu)成，每匝產(chǎn)生白感應(yīng)電動勢均為(4)式的值，串聯(lián)起來 n匝，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢可用$ 二 n At表示.這個公式可以用精密的實驗驗證.這就是法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式.(3)電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.這就是

5、法拉 第電磁感應(yīng)定律.4 .例題半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感強(qiáng)度為 B = 0.2T ,磁場方向垂直紙面向里,a = 0.4m, b = 0.6m,金屬半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中環(huán)上分別接有燈 Li、L2,兩燈的電阻均為 Ro = 2Q, 一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與 環(huán)的電阻均忽略不計(1)若棒以s = 5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑過圓環(huán)直徑示)MN中的電動勢和流過燈 Li的電流.(2)撤去中間的金屬棒 MN將右面的半圓環(huán) OL2O以O(shè)O為軸向上翻轉(zhuǎn) B 4時間均勻變化，其變化率為 -T= T/s,求Li的功率.At兀OO的瞬時(如圖所

6、解析(1)導(dǎo)體棒MN切割磁感線的有效長度為 2a,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢Ei = B 2a u =0.2 2 0.45V = 0.8V由歐姆定律得流過燈Li的電流IiEiR00.82 A = 0.4A90o,若此時磁場隨(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律得12 B 1E2 =三7= 2 念 3= 2Li、L2串聯(lián)，每個燈上分得的電壓X0.424V = 0.32VU = 0.5E2 = 0.16VLi的功率為Pi = U-=巴6-'R025.幾個應(yīng)該說明的問題.W = 1.28 10-2W(1)在法拉第電磁感應(yīng)定律中感應(yīng)電動勢e的大小不是跟磁通量 中成正比,通量的變化量 A成正比，而是跟磁通量的變化率

7、成正比.也不是跟磁(2)法拉第電磁感應(yīng)定律反映的是在Al段時間內(nèi)平均感應(yīng)電動勢.只有當(dāng)零時，才是瞬時值.A趨近于(3)公式e =Bksin中Q當(dāng)v取瞬時速度則 e是瞬時值，當(dāng)v取平均速度時, 應(yīng)電動勢.e是平均感(4)當(dāng)磁通量變化時，對于閉合電路一定有感應(yīng)電流.若電路不閉合，則無感應(yīng)電流， 但仍然有感應(yīng)電動勢.(5)感應(yīng)電動勢就是電源電動勢，是非靜電力使電荷移動增加電勢能的結(jié)果.電路中感 應(yīng)電流的強(qiáng)弱由感應(yīng)電動勢的大小e和電路總電阻決定，符合歐姆定律.四、課堂小結(jié)1 .導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，感應(yīng)電動勢可由£ =Blvsin確定.2 .穿過電路的磁通量發(fā)生變化時，感應(yīng)電動勢由法拉第電磁感應(yīng)定律確定.即£ = n- *At3 .感應(yīng)電動勢就是電源電動勢.有關(guān)閉合電路相關(guān)量的計算在這里都適用.4 .同學(xué)們應(yīng)該會證明單位關(guān)系：V =Wb/s .五、教